萎缩芽孢杆菌XW2胞外蛋白的抑菌活性及其特性

【目的】研究萎缩芽孢杆菌(Bacillus atrophaeus)XW2胞外蛋白的抑菌活性及其特性,探索植物病害生物防治的新途径。【方法】采用滤纸片法和叶盘法,检测XW2胞外蛋白对杨树炭疽病菌的最小抑菌浓度(MIC)和叶盘抑菌活性,以及对该病菌菌丝和孢子萌发的影响;研究其对另外5种植物病原真菌(尖孢镰刀菌、金黄壳囊孢、犁头霉、细极链格孢和黑腐皮壳菌)的抑菌活性,并分析其抑菌活性在不同的pH(2,3,4,5,6,7,8,9,10和11)、温度(30,40,50,60,70,80,90,100,110和121℃)、蛋白酶(木瓜蛋白酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶和蛋白酶K)、紫外线作用时间(1,2,3和4h)、金属离子(Li~+、Na~+、K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Fe~(3+)、Mn~(2+)、Zn~(2+)、Cu~(2+)和Ag~+)、表面活性剂(Tween 20和SDS)、抑制剂(EDTA)、氧化剂(H2O2)和常温保存时间(0.5,1,2,3,4,5和6个月)下的稳定性,最后分析XW2产细胞壁裂解酶的特性。【结果】萎缩芽孢杆菌XW2胞外蛋白对杨树炭疽病菌的最小抑菌浓度为0.01mg/disc(5号滤纸片),能明显抑制杨树炭疽病菌在平板和杨树叶片上的生长,有效抑制孢子的萌发和附着孢的形成,并导致菌丝和萌发芽管产生膨大畸形;对尖孢镰刀菌、金黄壳囊孢、犁头霉、细极链格孢和黑腐皮壳菌均有明显的拮抗活性。XW2胞外蛋白在110℃下处理30min及pH 6.0~9.0下均能保持较高的抑菌活性;对蛋白酶、紫外光照、金属离子(Li~+、Na~+、K~+、Ag~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Zn~(2+)和Cu~(2+))、SDS和EDTA均不敏感,但Mn~(2+)和Fe~(3+)会抑制蛋白的抑菌活性,而Tween 20和H_2O_2则能提高其抑菌活性;在常温条件下保存6个月后,其抑菌活性并未发生明显丧失。细胞壁裂解酶检测发现,XW2能产生蛋白酶和β-1,3-葡聚糖酶。【结论】萎缩芽孢杆菌XW2胞外蛋白的抑菌活性强、稳定性好且抑菌谱广,具有潜在的工业开发和田间应用前景。

Characteristics and antifungal activity of extracellular proteins of Bacillus atrophaeus XW2